Химические свойства

Термически очень неустойчива:

В присутствии серной кислоты разлагается:

Реагирует со щелочами:

Реагирует с галогенами:

Тиосерная кислота

Если прокипятить водный раствор сульфита натрия с серой и, отфильтровав излишек серы, оставить охлаждаться, то из раствора выделяются бесцветные прозрачные кристаллы нового вещества, состав которого выражается формулой. Это вещество — натриевая соль тиосерной кислоты.

Тиосерная кислота неустойчива. Уже при комнатной температуре она распадается. Значительно устойчивее ее соли — тиосульфаты. Из них наиболее употребителен тиосульфат натрия, известный также под неправильным названием «гипосульфит».

При добавлении к раствору тиосульфата натрия какой-нибудь кислоты, например соляной, появляется запах диоксида серы и через некоторое время жидкость становится мутной от выделившейся серы.

Изучение свойств тиосульфата натрия приводит к выводу, что атомы серы, входящие в его состав, имеют различную окисленность: у одного из них степень окисленности +4, у другого 0. Тиосульфат натрия — восстановитель. Хлор, бром и другие сильные окислители окисляют его до серной кислоты или до ее соли.

Тиосульфа?ты — соли и сложные эфиры тиосерной кислоты, H2S2O3. Тиосульфаты неустойчивы, поэтому в природе не встречаются. Наиболее широкое применение имеют тиосульфат натрия и тиосульфат аммония.

Строение. Структура тиосульфат-иона

Тиосульфат-ион по строению близок к сульфат-иону. В тетраэдре [SO3S]2− связь S-S (1.97А) длиннее, чем связи S-O

Тиосульфат натрия можно отнести к довольно нестойким веществам. Тиосульфат натрия при нагревании до 220°C распадается: В реакции термического разложения тиосульфата натрия получаем полисульфида натрия, который также далее разлагается на сульфид натрия и элементарную серу. Взаимодействие с кислотами: выделить тиосерную кислоту (тиосульфат водорода) реакцией тиосульфата натрия с сильной кислотой невозможно, так как она неустойчива и тут же разлагается: В такую же реакцию будет вступать и соляная и азотная кислоты. Разложение сопровождается выделением, который имеет неприятный запах.

Окислительно-восстановительные свойства тиосульфата натрия: в связи с наличием атомов серы со степенью окисления 0 ион тиосульфата обладает восстановительными свойствами, например, слабыми окислителями (I2, Fe3+) тиосульфат окисляется до иона тетратионата: В щелочной среде окисление тиосульфата натрия иодом может идти до сульфата.

А более сильные окислители окисляют его до иона сульфата:

Сильными восстановителями ион восстанавливается до производных S2-: В зависимости от условий, тиосульфат натрия может проявлять как окислительные, так и восстановительные свойства.

Комплексообразующие свойства тиосульфатов:

Тиосульфат-ион – сильный комплексообразователь, использующийся в фотографии для удаления из фотопленки невосстановленного бромида серебра: Металлами S2O32- ион координируется через атом серы, поэтому тиосульфатные комплексы легко превращаются в соответствующие сульфиды.

Применение тиосульфата натрия

Тиосульфат натрия довольно широко применяется как в быту так и в промышленности. Основными областями применения тиосульфата натрия будут медицина, текстильная и горнорудная промышленность, фотография.

Тиосульфат натрия в текстильной и бумажной промышленности используется для удаления следов хлора после отбеливания тканей и бумаги, при производстве кожи его используют в качестве восстановителя хромовой кислоты.

В горной промышленности тиосульфат натрия применяют для извлечения серебра из руд с низкой концентрацией серебра. Комплексные соединения серебра с тиосульфатами являются довольно стабильными, во всяком случае более стабильными чем комплексные соединения с фтором, хлором, бромидами, роданидами. Поэтому выделение серебра в виде растворимого комплексного соединения состава или является промышленно выгодной. Ведутся работы по применению при извлечении золота. Но в данном случае константа нестойкости комплексного соединения значительно выше и комплексы менее стабильны по сравнению с серебряными.

Первым применением тиосульфата натрия была медицина. И до сего времени не потерял своего значения в медицине. Правда, для лечения многих заболеваний уже найдены другие, более эффективные лекарства, поэтому тиосульфат натрия начали более широко использовать в ветеринарии. Тиосульфат натрия в медицине используют в качестве антидота при отравлении мышьяком, ртутью и другими тяжёлыми металлами, цианидами (переводит их в роданиды):

Как было сказано выше тиосульфат-ион создает стабильные комплексные соединения с многими металлами, среди которых много токсичных тяжелых металлов. Созданные комплексные соединения являются малотоксичными в выводятся из организма. На этой особенности тиосульфата натрия и основано его применение в токсикологии и лечении отравлений.

Также тиосульфат натрия используют для дезинфекции кишечника при пищевых отравлениях, для лечения чесотки (совместно с соляной кислотой), как противовоспалительное и противоожоговое средство.

Тиосульфат натрия широко используют в аналитической химии, поскольку он является реактивом в иодометрии. Иодометрия является одним из методов количественного определения концентраций веществ и для определения концентрации иода используют окислительно-восстановительную реакцию с тиосульфатом натрия:

И последним довольно распространенным применением тиосульфата натрия является его использование в качестве фиксажа в фотографии. И хотя обычная черно-белая фотография уже уступила место цветной и обычная фотопленка используется довольно редко, во многом уступая цифровой фиксации изображения, есть довольно много мест, где до сих пор используют фотопластины и фотопленку. В качестве примера можно привести рентгеновские аппараты, как медицинского применения, так и промышленные, научную аппаратуру, фототелескопы.

Для того, чтобы мы получили фотографическое изображение достаточно, чтобы проявилось около 25% бромистого серебра в фотопленке. А вся остальная его часть остается в фотопленке и сохраняет свою светочувствительность. Если фотопленку после проявления вынести на свет, то не проявленное галогенное серебро, которое осталось в ней проявится проявителем и негатив потемнеет. Даже если весь проявитель будет вымыт, то на свету негатив, так или иначе, потемнеет из-за разложения галогенида серебра.

Чтобы сохранить изображение на пленке, не проявленное галогенное серебро из нее надо удалить. Для этого используют процесс фиксации изображения, во время которого галогениды серебра переводят в растворимые соединения и вымывают из фотопленки или фотографии. Для фиксирования изображения и используют тиосульфат натрия.

В зависимости от концентрации тиосульфата натрия в растворе образовываются различные соединения. Если в растворе фиксажа содержится небольшое количество тиосульфата, то реакция протекает согласно уравнения:

Полученный тиосульфат серебра не растворим в воде, поэтому его сложно выделить из фотослоя, он довольно нестоек и разлагается с выделением серной кислоты:

Сульфид серебра зачерняет изображение и его невозможно удалить из фотослоя.

При наличии в растворе излишка тиосульфата натрия будут образовываться комплексные соли серебра:

Полученная комплексная соль - тиосульфатоаргентат натрия довольно стоек, но плохо растворим в воде.

При большом излишке тиосульфатов в растворе образуются сложные и хорошо растворимые в воде комплексные соли серебра:

На этих свойствах тиосульфата натрия и основано его применение в качестве фиксажа в фотографии.

Тетратноповая кислота принадлежит к группе политно новых кислот. Это двухосновные кислоты общей формулы, где может принимать значения от 2 до 6, а возможно и больше. Полнтионовые кислоты неустойчивы и известны лишь в водных растворах. Соли полнтиоиовых кислот — политионаты — более устойчивы; некоторые из них получены в виде кристаллов.

Политионовые кислоты — соединения серы с общей формулой H2SnO6, где n>=2. Их соли называются политионатами.

Тетратионат-ион можно получить окислением тиосульфат-иона иодом (реакция используется в иодометрии):

Пентатионат-ион получают действием SCl2 на тиосульфат-ион и из жидкости Вакенродера при добавлении к ней ацетата калия. Вначале выпадают призматические кристаллы тетратионата калия, затем — пластинчатые кристаллы пентатионата калия, из которого действием винной кислоты получают водный раствор пентатионовой кислоты.

Гексатионат калия K2S6O6 лучше всего синтезировать действием KNO2 на K2S2O3 в концентрированной HCl при низких температурах.